上课 交流电动机的工作原理及特性.pptx

上课上课交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性异步电动机的应用非常广泛：异步电动机的应用非常广泛：异步电动机的应用非常广泛：异步电动机的应用非常广泛：在工业方面：中、小型轧钢设备，机床、轻工机械、起重机在工业方面：中、小型轧钢设备，机床、轻工机械、起重机 械，矿山机械等。械，矿山机械等。在农业方面：脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。在农业方面：脱粒机、粉碎机、排灌机械及加工机械。在家用电器方面：电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱等。在家用电器方面：电风扇、空调机、洗衣机、电冰箱等。电动机的分类：电动机的分类：电动机的分类：电动机的分类：交流电动机的作用是将交流电能转换成机械交流电动机的作用是将交流电能转换成机械能能,交流电动机分异步电动机和同步电动机两大类。交流电动机分异步电动机和同步电动机两大类。概概概概 述述述述1.按电机定子相数分：三相异步电动机、两相异步电动机、按电机定子相数分：三相异步电动机、两相异步电动机、单相异步电动机。单相异步电动机。2.按电机的转子结构分：笼型异步电动机、绕线型异步电动机按电机的转子结构分：笼型异步电动机、绕线型异步电动机.第1页/共96页4.1 4.1 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构三相异三相异步电动机步电动机定子定子转子转子定子绕组定子绕组定子铁心定子铁心机座机座转子绕组转子绕组转子铁心转子铁心饶线式饶线式鼠笼式鼠笼式A、B、C三相绕组三相绕组A、B、C三相绕组三相绕组第2页/共96页电电动动机机的的外外形形第3页/共96页三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。这这是三是三相异步电动机的基本结构相异步电动机的基本结构示意示意图图第4页/共96页三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。端盖端盖机座机座这这是三是三相异步电动机的基本结构相异步电动机的基本结构示意示意图图第5页/共96页三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。定子定子这这是三是三相异步电动机的基本结构相异步电动机的基本结构示意示意图图第6页/共96页三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。定子定子转子转子轴承轴承端盖端盖机座机座这这是三是三相异步电动机的基本结构相异步电动机的基本结构示意图示意图第7页/共96页1.1.定子定子定子定子三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组组成。组组成。这是机座定子铁心和定子绕组示意图定子绕组定子绕组机座机座定子铁心定子铁心第8页/共96页定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成这这是是定定子子硅硅钢钢片片第9页/共96页在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组定子绕组定子绕组AZBXCYY接法接法AXBYCZA XB YC Z首端首端:A,B,C末端末端:X,Y,Z 接法接法AXBYCZ第10页/共96页转子铁心是由相互绝缘的硅钢片叠压而成。这这是是转转子子硅硅钢钢片片 2.2.转子转子转子转子第11页/共96页这这是是绕绕线线型型转转子子铁铁心心与与绕绕组组根据转子绕组结构的不同又分为笼型转子和绕线型转子根据转子绕组结构的不同又分为笼型转子和绕线型转子鼠笼型转子的电机称鼠笼式电动机鼠笼型转子的电机称鼠笼式电动机绕线型转子的电机称绕线式电动机绕线型转子的电机称绕线式电动机外接电阻外接电阻电刷电刷滑环滑环转子铁心转子铁心转子绕组转子绕组转子三相绕组接成转子三相绕组接成Y型型第12页/共96页 鼠鼠笼型转子是由嵌放在转子铁心槽内的导电条组成，在笼型转子是由嵌放在转子铁心槽内的导电条组成，在转子铁心的两端各用一个导电端环把所有的导电条连接起来。转子铁心的两端各用一个导电端环把所有的导电条连接起来。这这是是笼笼型型转转子子第13页/共96页第14页/共96页三相异步电动机的基本结构示意图三相异步电动机的基本结构示意图第15页/共96页转子转子4.2 4.2 三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理三相异步电动机的转动原理用手摇动手柄使磁极转动，转子跟着旋转。摇得快，转子转得快；摇得慢，转子转得慢。反摇时，转子马上反转。用手摇动手柄使磁极转动，转子跟着旋转。摇得快，转子转得快；摇得慢，转子转得慢。反摇时，转子马上反转。第16页/共96页对称三相电流流入对称三相电流流入 对称对称三相绕组三相绕组：i 正方向规定正方向规定：首端首端 末端末端如：如：iA：A X iA 0 X A iA 0一一一一.定子旋转磁场定子旋转磁场定子旋转磁场定子旋转磁场iAiBiCiA=Imsin tiB=Imsin(t-120)iC=Imsin(t+120)相序相序A-B-C-A ti0AXBYCZ空间相差空间相差120120 角的三相绕组角的三相绕组iAiBiC第17页/共96页60iA 0iB 0iC=00iA=0iB 0iC 0设：设：设：设：电流的流入端用电流的流入端用表示表示电流的流出端用电流的流出端用表示表示iAiiBiC120iA=0iB 0iC 0 t第18页/共96页二、二、二、二、旋转磁场的方向旋转磁场的方向旋转磁场的方向旋转磁场的方向当电流相序为当电流相序为 ：A-B-C-AA-B-C-A，旋转磁场的方向为顺时针方向，旋转磁场的方向为顺时针方向旋转磁场的反转旋转磁场的反转：改变流入三相绕组的电流相序（即改变流入三相绕组的电流相序（即对调对调 定子绕组接至电源的三根导线中任意定子绕组接至电源的三根导线中任意 两根两根）旋转磁场的方向旋转磁场的方向：由由电流电流超前超前的线圈的线圈转向转向电流电流滞后滞后的线圈的线圈结论结论结论结论：空间相差空间相差120120 角的三相绕组，通入对称三相电流，当电流角的三相绕组，通入对称三相电流，当电流随时间交变时，产生的两极磁场在空间旋转。随时间交变时，产生的两极磁场在空间旋转。定子旋转磁场定子旋转磁场第19页/共96页结论：改变流入三相绕组的电流相序改变流入三相绕组的电流相序,就能改变旋转就能改变旋转磁场的转向磁场的转向;相序相序A-B-C-A相序相序A-C-B-A第20页/共96页iAiBiCABYCZXAXCZBY三、三、三、三、旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数旋转磁场的极对数P P t=0AZBX CXCYAZBYSNAZBXCYNS0（P=1P=1）（P=2P=2）iAiBiCAXBYCZ12060N0SiA=0iB 0iC 0第21页/共96页四极旋转磁场四极旋转磁场四极旋转磁场四极旋转磁场600 t=60NSAZBXCXCYAZBY30SN0 tiiAiBiC0iAiBiCABYCZXAXCZBY t=0AZBXCNSXCYAZBY0SNiA 0iB 0iC=0第22页/共96页结论结论：当定子每相中有当定子每相中有 n n个线圈串联个线圈串联,且每相绕组始且每相绕组始端在空间相差端在空间相差120120/n/n 时时,通入对称三相交流电后通入对称三相交流电后,产产生一个生一个2n2n极旋转磁场。极旋转磁场。（P=nP=n）四、四、四、四、旋转磁场的速度旋转磁场的速度旋转磁场的速度旋转磁场的速度 n n0 0pn0=60f1电源的频率电源的频率磁极对数磁极对数P=1n0=3000r/minP=2n0=1500r/minP=3n0=1000r/min同步转速同步转速同步转速同步转速P=4n0=750r/min第23页/共96页是定子旋转磁场和转子电流的相互作用的结果是定子旋转磁场和转子电流的相互作用的结果-基于电磁感应定律和电磁力定律基于电磁感应定律和电磁力定律五、三相异步电动机的工作原理五、三相异步电动机的工作原理五、三相异步电动机的工作原理五、三相异步电动机的工作原理第24页/共96页六、六、六、六、转子转速转子转速转子转速转子转速 n n 和转差率和转差率和转差率和转差率 S Sn0S=n0nn=(1S)n0转差率转差率转差率转差率0 T TL L,能起动，能起动，T Tstst T T TL L,电动机才能正常工作，否则电动机才能正常工作，否则 电动机将停转，造成电动机将停转，造成严重过载严重过载。鼠笼式电动机鼠笼式电动机：m 2.0 2.5绕线式电动机绕线式电动机：m 2.5 3.0第44页/共96页 结论：结论：结论：结论：当当X20不变时不变时,临界转差率临界转差率Sm随随R2增大而增加增大而增加。c.Sm=R2/X20a.Tmax U2b.Tmax与与R2无关无关，Sm与与U无关无关，U TmaxT Tmaxmax=K=K U U2 222X X2020S Smm=R R2 2 X X2020第45页/共96页T=K _SR2U 2R22+(SX20)2工程上采用规格化转矩工程上采用规格化转矩转差率特性求得转差率特性求得T-不易得到不易得到T =2Tmax+SSmSSm2.2.人为机械特性人为机械特性人为机械特性人为机械特性改变改变改变改变U U U U，f f f f1 1 1 1 ，或定子及转子回路中串入电阻或电抗，或定子及转子回路中串入电阻或电抗，或定子及转子回路中串入电阻或电抗，或定子及转子回路中串入电阻或电抗第46页/共96页降低电源电压降低电源电压U 条件：条件：条件：条件：U U U U U U U UN N N N，f f f f1 1 1 1=f=f=f=fN N N N，定子及转子回路中不串入任何，定子及转子回路中不串入任何，定子及转子回路中不串入任何，定子及转子回路中不串入任何 阻抗阻抗阻抗阻抗 特点：特点：特点：特点：a.n n0 0不变不变TmaxU U U UN N N N n0TnmsSmn n0 0TstU U U U1 1 1 1 Ts tTmaxb.（）U1Tmax2UNTmax=（）U1Tst2UNTst=c.特性变特性变软软 Tmax U2，Tst U2，Sm与与U无无关关49第47页/共96页43536361第48页/共96页 特点：特点：特点：特点：f1 fNf1改变电源频率改变电源频率f（=f1）fN n0TTmaxTstsn n0 0SmTs tn n0 0Sma.n n0 0，Sm 条件：定子及转子回路中不串入任何阻抗，条件：定子及转子回路中不串入任何阻抗，条件：定子及转子回路中不串入任何阻抗，条件：定子及转子回路中不串入任何阻抗，U=常数常数fd.不变不变pn0=60f1R2Sm=X20b.Tmax不变不变Tmax=K U22X20c.Tst KR2UX2022Tst第49页/共96页以保证以保证 不变，从不变，从而而保证保证 T Tmaxmax不变不变U=4.44f1N1 在调整电源频率在调整电源频率 f f 时时,应同时调整电应同时调整电源电压源电压 U U U Uf f保持：保持：=常数常数注意注意 ：K K K K 1/f1/f1/f1/fX X X X20202020 f f f fTmax=K U22X20第50页/共96页定子回路串入电阻定子回路串入电阻R1s 条件：条件：条件：条件：U U U U=U U U UN N N N，f=ff=ff=ff=fN N N N，转子回路中不串入任何阻抗，转子回路中不串入任何阻抗，转子回路中不串入任何阻抗，转子回路中不串入任何阻抗TmaxR R R R1 1 1 1 n0TnmsSmn n0 0TstR R R R1 1 1 1+R R R R1S1S1S1S Ts tTmaxi1R1uNu1R1s串入电阻串入电阻R R1s1s，将使定子每，将使定子每相绕组上的电压相绕组上的电压U U1 1降低，降低，类似于类似于降低电源电压降低电源电压U U的情况的情况49第51页/共96页转子回路串入电阻转子回路串入电阻R2sR2n0TTmaxTstsn n0 0Sm 条件：条件：条件：条件：U U U U=U U U UN N N N，f=ff=ff=ff=fN N N N，定子回路中不串入任何阻抗定子回路中不串入任何阻抗定子回路中不串入任何阻抗定子回路中不串入任何阻抗e2i2R2sR2+R2s Ts tSmpn0=60f1R2+R2sSm=X20Tmax=K U22X20 K（R2+R2s）U 2X202Tst第52页/共96页4365第53页/共96页 特点：特点：特点：特点：a.n n0 0不变不变，Sm d.b.Tmax不变不变c.Tst R2n0TTmaxTstsn n0 0SmR2+R2s Ts tSm第54页/共96页4.6 4.6 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性启动初始瞬间，启动初始瞬间，n=0，S=11.起动电流起动电流Ist大，大，Ist=（57）IN。v 过大的起动电流在短时间内会在线路上造成较大的过大的起动电流在短时间内会在线路上造成较大的电压降落，影响邻近负载的正常工作。电压降落，影响邻近负载的正常工作。2.起动转矩起动转矩Tst不大不大-Tst=（0.81.5）TN直接启动存在的问题：直接启动存在的问题：直接启动存在的问题：直接启动存在的问题：v频繁起动会使电动机过热。频繁起动会使电动机过热。v虽然刚起动时转子电流较大，但转子的功率因数很低虽然刚起动时转子电流较大，但转子的功率因数很低,不能满载不能满载起动起动。启动要求启动要求启动要求启动要求1.足够大的足够大的Tst（TstTL）2.较小的较小的Ist第55页/共96页L1 L2 L3 1.1.直接起动（全压启动）直接起动（全压启动）直接起动（全压启动）直接起动（全压启动）优点：优点：简单、方便、经济、起动过程快，适用于中小型简单、方便、经济、起动过程快，适用于中小型笼型异步电动机笼型异步电动机一、一、一、一、鼠笼式异步电动机的启动方法鼠笼式异步电动机的启动方法鼠笼式异步电动机的启动方法鼠笼式异步电动机的启动方法适用于：适用于：Ist IN3+414 电源总容量电源总容量电动机功率电动机功率U1=U启动时把电动机的定子绕组直接接入电网启动时把电动机的定子绕组直接接入电网特点：特点：起动转矩小；起动电流大，比额定值大起动转矩小；起动电流大，比额定值大5757倍倍第56页/共96页2.2.降压起动降压起动降压起动降压起动 启动时降低电动机定子绕组的相电压，待电动机转速启动时降低电动机定子绕组的相电压，待电动机转速接近稳定转速时，再把电压恢复正常接近稳定转速时，再把电压恢复正常。（4 4）延边三角形起动）延边三角形起动）延边三角形起动）延边三角形起动（1 1）Y-Y-降压起动法降压起动法降压起动法降压起动法（2 2）自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动（3 3）定子绕组串电阻或电抗降压起动定子绕组串电阻或电抗降压起动定子绕组串电阻或电抗降压起动定子绕组串电阻或电抗降压起动第57页/共96页（1 1）Y-Y-降压起动法降压起动法降压起动法降压起动法FUW2U1U2V1V2W1Q1转子转子定子定子绕组绕组 Q2YU1U2V1W1V2W2Y型型型型W1V1U1U2V2W2 型型型型启动时接成星型启动时接成星型Y型型型型启动完毕接成三角形启动完毕接成三角形 型型型型第58页/共96页 特点：特点：1.起动电流和起动转矩都降低到起动电流和起动转矩都降低到直直 接起动时的三分之一接起动时的三分之一2.2.只适用于正常运行时为只适用于正常运行时为 接法的接法的 电动机电动机3.3.空载或轻载启动空载或轻载启动IstYUlUPIpZIstUlUPIPZ IstY=Ist 31TstY=Tst 31启动器启动器49第59页/共96页 （2 2）自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动自耦变压器降压起动Ist=(0.55)2 Ist自耦变压器抽头有自耦变压器抽头有0.55,0.64,0.73等等Ist=(0.55)Ist 则变压器副方电流则变压器副方电流而变压器原方电流而变压器原方电流电动机起动转矩电动机起动转矩Tst=(0.55)2Tst 变压器变比变压器变比K为为=0.55N2N1自耦变压器自耦变压器结论结论结论结论:电动机起动电流电动机起动电流I Istst和起动转矩和起动转矩T Tstst均为直接起动的均为直接起动的K K2 2。第60页/共96页（3 3）定子绕组串入电阻或电抗降压起动定子绕组串入电阻或电抗降压起动定子绕组串入电阻或电抗降压起动定子绕组串入电阻或电抗降压起动启动时，开关启动时，开关1KM打开，打开，串入串入Rst（Xst）降压启动。）降压启动。当电动机的转速接近稳当电动机的转速接近稳定值时定值时,再将开关再将开关 1KM合上合上,切除切除Rst（Xst）。）。特点特点特点特点:1.1.1.1.起动转矩起动转矩T Tstst。2.RstRst消耗功率。消耗功率。3.3.用于不经常启动且空载或轻载的场合。用于不经常启动且空载或轻载的场合。Xst第61页/共96页（4 4）延边三角形起动）延边三角形起动）延边三角形起动）延边三角形起动每相绕组有两个线圈每相绕组有两个线圈,将三相绕组中一个线将三相绕组中一个线圈接为圈接为Y形形,另一个另一个线圈接为线圈接为 形形,电动电动机起动电流机起动电流ABCIstyIstf1 条件：定子及转子回路中不串入任何阻抗，条件：定子及转子回路中不串入任何阻抗，条件：定子及转子回路中不串入任何阻抗，条件：定子及转子回路中不串入任何阻抗，U=常数常数fna调速前：稳定运行在调速前：稳定运行在a a点点af=fN，n=nanbb调速后：稳定运行在调速后：稳定运行在b b点点f=f1，n=nbT TL L 特点特点：（1 1）调速范围大。调速范围大。（2 2）实现无级实现无级平滑平滑平滑平滑调速。调速。（3 3）T Tmaxmax不变，不变，不变不变 （4 4）需要专门的变频调速设备，且成本较高。需要专门的变频调速设备，且成本较高。需要专门的变频调速设备，且成本较高。需要专门的变频调速设备，且成本较高。第70页/共96页一、一、一、一、反馈制动反馈制动反馈制动反馈制动当转子的转速当转子的转速n n超过旋转磁场的转速超过旋转磁场的转速n no o时，这时的转时，这时的转矩是制动转矩。电动机进入反馈制动状态。矩是制动转矩。电动机进入反馈制动状态。4.84.8三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动三相异步电动机的制动制动：在外部条件作用下，电动机的制动：在外部条件作用下，电动机的制动：在外部条件作用下，电动机的制动：在外部条件作用下，电动机的T T T T与与与与n n n n反向，电动反向，电动反向，电动反向，电动 机工作在发电状态。机工作在发电状态。机工作在发电状态。机工作在发电状态。fffE E2(I2)第71页/共96页n0Tn0电动状态电动状态反馈制动反馈制动第72页/共96页反馈制动可能发生在：反馈制动可能发生在：反馈制动可能发生在：反馈制动可能发生在：（1 1 1 1）起重机下放重物时）起重机下放重物时）起重机下放重物时）起重机下放重物时（2 2 2 2）变频调速或变极对数调速时）变频调速或变极对数调速时）变频调速或变极对数调速时）变频调速或变极对数调速时nT反馈制动反馈制动电动状态电动状态n0Tn01电动状态电动状态反馈制动反馈制动abcnancTLTLfNf1第73页/共96页二、二、二、二、反接制动反接制动反接制动反接制动将三相中的任意两相对调，将三相中的任意两相对调，产生制动转矩，使产生制动转矩，使M停机。停机。旋转磁场与转子的相对转速旋转磁场与转子的相对转速为为(n0+n)I2 I1必须在笼型电动机的定子或必须在笼型电动机的定子或绕线式电动机的转子中串入绕线式电动机的转子中串入电阻电阻R，以防止烧坏绕组。，以防止烧坏绕组。fEf优点优点优点优点：方法简单，制动效果好。方法简单，制动效果好。缺点缺点缺点缺点：能量消耗大。能量消耗大。E2(I2)第74页/共96页n0Tn0电动状态电动状态反接制动反接制动断开电源，否则电机将反转断开电源，否则电机将反转第75页/共96页三、三、三、三、能耗制动能耗制动能耗制动能耗制动制动时将定子绕组从三相电源断开，然后接入低压直流电源。产生固定磁场制动时将定子绕组从三相电源断开，然后接入低压直流电源。产生固定磁场,旋转的转子导条内产生旋转的转子导条内产生e2及及i2，i2与固定磁场相互作用，产生与与固定磁场相互作用，产生与n相反的电磁转矩相反的电磁转矩-制动制动转矩，使转矩，使n减速。当减速。当n0,0,i20,0,T0 0 制动制动:动能动能电能电能热能热能优点：优点：优点：优点：能耗小，制动准确、平稳，不会反转能耗小，制动准确、平稳，不会反转缺点：缺点：缺点：缺点：需要另外加直流电源需要另外加直流电源ffEE2(I2)第76页/共96页n0电动状态电动状态能耗制动能耗制动n0Tabn=0时，切断直流电源时，切断直流电源TL第77页/共96页用途：用途：功率不大的电动工具：如电钻、搅拌器等功率不大的电动工具：如电钻、搅拌器等4.94.9单相异步电动机单相异步电动机单相异步电动机单相异步电动机 功率：功率：一般为几一般为几 几百瓦。几百瓦。单相异步电动机单相异步电动机:定子只有一相主绕组，定子只有一相主绕组，定子只有一相主绕组，定子只有一相主绕组，转子采用鼠笼式转子转子采用鼠笼式转子家用电器：如电风扇、电冰箱、洗衣机、家用电器：如电风扇、电冰箱、洗衣机、抽油烟机等抽油烟机等第78页/共96页一、一、一、一、单相异步电动机的结构单相异步电动机的结构单相异步电动机的结构单相异步电动机的结构 4 鼠笼式转子绕组鼠笼式转子绕组隐极式隐极式凸极式凸极式121定子定子2定子绕组定子绕组3转子转子43第79页/共96页ff 二二二二.单相异步电动机的单相异步电动机的单相异步电动机的单相异步电动机的磁场磁场磁场磁场当定子单相绕组中通入单相交流电后产生的磁场为当定子单相绕组中通入单相交流电后产生的磁场为正正弦交变脉振磁场：弦交变脉振磁场：轴线固定，幅值随时间正弦交变轴线固定，幅值随时间正弦交变 i=Imsin t ti0 =msin t t 0可将可将脉振磁场脉振磁场分解为两个幅值相等、以同一转速分解为两个幅值相等、以同一转速n0向相反方向旋转的磁通。向相反方向旋转的磁通。第80页/共96页脉振磁场的分解脉振磁场的分解脉振磁场的分解脉振磁场的分解0t0t1t2t3 t4t5t6t7t8t +-t0 +-t4 +-t8-+t1+-t3 -+t6 +-t5+-t7 +t2 n0n0 +=12第81页/共96页T（合成转矩）（合成转矩）脉振磁场可以脉振磁场可以分解为两个幅值相等分解为两个幅值相等转速相同转速相同(均均为为n0)、转向相反的旋转、转向相反的旋转磁场磁场。pn0=60f1 -n0+n0T+T+（正向转矩）（正向转矩）TT（反向转矩）（反向转矩）第82页/共96页T011S+S220T+T1.n1.n1.n1.n=0,=0,=0,=0,S S+=S S =1=1时时,T T T T=0=0=0=0，电机，电机，电机，电机不能自行起不能自行起不能自行起不能自行起动动动动T-ST-S曲线曲线曲线曲线T合成转矩合成转矩合成转矩合成转矩T T=T+TT=T=KUKU1 12 2SRSR2 2R R2 2 +(SXSX2020)2 22 2第83页/共96页n+-n0n02.2.若有外力将转子推一下，若有外力将转子推一下，T T+T T ，电动机可以，电动机可以启启 动，转动方向取决于外力方向。动，转动方向取决于外力方向。n合成转矩合成转矩T=T+T+-n0n0若三相异步电动机运行时断了一根线，相当于单相若三相异步电动机运行时断了一根线，相当于单相异步电动机，称为三相异步电动机的异步电动机，称为三相异步电动机的单相单相运行，或运行，或缺相缺相运行。运行。禁止禁止外力外力外力外力第84页/共96页例例:三相异步电动机在电源断掉一根线后为什么不能起三相异步电动机在电源断掉一根线后为什么不能起动？在运行中断掉一根线为什么还能继续转动？长动？在运行中断掉一根线为什么还能继续转动？长时间运行是否可以？时间运行是否可以？(1)三相异步电动机在电源断掉一根线时，就成为三相异步电动机在电源断掉一根线时，就成为单相电动机运行。在起动时断了一线，因起动单相电动机运行。在起动时断了一线，因起动转矩为零而不能起动，只能听到嗡嗡声，这时转矩为零而不能起动，只能听到嗡嗡声，这时电流很大，时间长了，就将电动机烧坏。电流很大，时间长了，就将电动机烧坏。(2)如果在运行中断了一线，则电动机仍将继续转如果在运行中断了一线，则电动机仍将继续转动。若此时还带动额定负载，则势必超过额定动。若此时还带动额定负载，则势必超过额定电流。时间一长，也会使电动机烧坏电流。时间一长，也会使电动机烧坏答答:第85页/共96页设设 iA=Imsin tiB=Imsin(t+90)iA tiiB0两相绕组形成的旋转磁场两相绕组形成的旋转磁场两相绕组形成的旋转磁场两相绕组形成的旋转磁场n0BYAX t=45iA、iB均为均为正正值值 BYAX t=90iA为为正正值，值，iB=0 BYAX t=0iA=0，iB为为正正值值 第86页/共96页 (1)在空间相差在空间相差90的两个绕组，分别流入在相位上的两个绕组，分别流入在相位上 相差相差90的两相电流，也能产生的两相电流，也能产生旋转磁场。旋转磁场。(2)如果两个绕组的参数相同，两相电流的幅值相等，如果两个绕组的参数相同，两相电流的幅值相等，产生的是圆形产生的是圆形旋转磁场。旋转磁场。(3)如果两个绕组的参数不对称，两相电流的幅值不如果两个绕组的参数不对称，两相电流的幅值不 相等，或者两相电流的相位差小于相等，或者两相电流的相位差小于90时，产生时，产生 的是椭圆形的是椭圆形旋转磁场。旋转磁场。(4)旋转磁场旋转磁场的转向是从电流相位超前的绕组的轴线的转向是从电流相位超前的绕组的轴线 位置转向电流相位滞后的绕组的轴线位置位置转向电流相位滞后的绕组的轴线位置,所以所以,改变两个绕组中电流的相位关系改变两个绕组中电流的相位关系,可以改变可以改变旋转旋转 磁场磁场的转向的转向,也就改变了电动机的转向。也就改变了电动机的转向。结结论论第87页/共96页三、三、三、三、电容分相式异步电动机电容分相式异步电动机电容分相式异步电动机电容分相式异步电动机1.适当选择适当选择C，使二使二绕组中的电流绕组中的电流iB超前超前iA90,即可产生旋转磁场。旋转磁场的方向：从电流超前的线圈转向电流滞后的线圈。即可产生旋转磁场。旋转磁场的方向：从电流超前的线圈转向电流滞后的线圈。3.在电机起动后，有的电动机利用离心开在电机起动后，有的电动机利用离心开关关S切断起动绕组切断起动绕组BY。XY定子上放置：定子上放置：起动绕组起动绕组BYBY工作绕组工作绕组AXAX在空间相隔在空间相隔90 串联串联 C2.在旋转磁场的作用下，转子随着旋转磁在旋转磁场的作用下，转子随着旋转磁场转动。场转动。n方向同方向同n0n0niB=Imsin(t+90)iA=Imsin t第88页/共96页例：如何让电容分相式异步电动机反转？例：如何让电容分相式异步电动机反转？例：如何让电容分相式异步电动机反转？例：如何让电容分相式异步电动机反转？答答:只要改变旋转磁场的只要改变旋转磁场的方向即可改变电容分相异方向即可改变电容分相异步电动机的转向。故只要步电动机的转向。故只要改变电容改变电容C C的串联位置，让的串联位置，让i iA A超前超前i iB B90900 0，即可实现旋，即可实现旋转磁场的反向，从而实现转磁场的反向，从而实现电动机的反转。电动机的反转。实现正反转电路实现正反转电路s s1:1:顺时针旋转顺时针旋转s s2:2:逆时针旋转逆时针旋转第89页/共96页在电动机的极靴上加入短路铜环称为罩极。在电动机的极靴上加入短路铜环称为罩极。四、四、四、四、罩极式异步电动机罩极式异步电动机罩极式异步电动机罩极式异步电动机磁极极靴磁极极靴短路铜环短路铜环罩极内外的磁通产生相位差形成旋转磁场。罩极内外的磁通产生相位差形成旋转磁场。它使鼠笼形转子产生转矩而起动。它使鼠笼形转子产生转矩而起动。第90页/共96页 ii 2滞后于滞后于 1 1 1 (未罩部分）未罩部分）2 2 (被罩部分）被罩部分）椭圆形椭圆形旋转磁场旋转磁场转子转子转动转动椭圆形旋转磁场的方向：椭圆形旋转磁场的方向：从未罩部分转向罩住部从未罩部分转向罩住部分，而且转向是不能随分，而且转向是不能随意改变的。意改变的。由于电磁感应由于电磁感应罩极式异步电动机的转动方向：罩极式异步电动机的转动方向：是从未罩部分转向是从未罩部分转向罩住部分罩住部分第91页/共96页4.104.10同步电动机同步电动机同步电动机同步电动机 一、同步电动机的结构一、同步电动机的结构一、同步电动机的结构一、同步电动机的结构定子：同异步电动机。三相绕组通定子：同异步电动机。三相绕组通 以三相交流电流以三相交流电流转子转子主磁极主磁极直流励磁绕组直流励磁绕组经电刷引入经电刷引入 直流电源直流电源鼠笼式启动绕组鼠笼式启动绕组极掌上极掌上第92页/共96页二、同步电动机的工作原理二、同步电动机的工作原理二、同步电动机的工作原理二、同步电动机的工作原理1.异步启动：异步启动：定子绕组通以三相交流电流，产生旋转磁场定子绕组通以三相交流电流，产生旋转磁场（n n0 0=60=60f f/P/P），转子鼠笼式启动绕组切割旋转磁场，），转子鼠笼式启动绕组切割旋转磁场，绕组内产生电流绕组内产生电流i i2 2 ，i i2 2 与与 作用，使转子沿旋转磁作用，使转子沿旋转磁场场n n0 0的方向转动起来。的方向转动起来。异步启动异步启动定子绕组接至三相交流定子绕组接至三相交流电源电源转子不加直流励磁，相转子不加直流励磁，相当于鼠笼式绕组当于鼠笼式绕组第93页/共96页2.同步运行同步运行当当n n n0 0时，转子励磁绕时，转子励磁绕组接入直流电源，组接入直流电源，流过流过直流电流直流电流I If f，产生一个，产生一个固定极性的磁场（极对固定极性的磁场（极对数同旋转磁场），根据数同旋转磁场），根据异性相吸的原理，旋转异性相吸的原理，旋转磁场紧紧吸住固定磁场磁场紧紧吸住固定磁场从而带动转子以同步转从而带动转子以同步转速速n n0 0旋转旋转。同步运行同步运行pn0=60fn=旋旋转转磁磁场场固固定定磁磁场场If第94页/共96页三、同步电动机的工作特点三、同步电动机的工作特点三、同步电动机的工作特点三、同步电动机的工作特点1.pn0=60fn=转速恒定，适合带大功率，不转速恒定，适合带大功率，不需需要调速长期运行的生产机械。要调速长期运行的生产机械。2.机械特性机械特性nTn03.功率因数功率因数cos 随励磁电流随励磁电流If的改变而改变，可用的改变而改变，可用于于做功率补偿。做功率补偿。第95页/共96页感谢您的观看。感谢您的观看。第96页/共96页